Magnetic Force vs Electric Force
Magneettiset voimat ja sähkövoimat ovat kaksi luonnossa esiintyvää voimaa. Sähkövoimat ovat voimia, jotka johtuvat sähkövarauksista, kun taas magneettiset voimat ovat voimia, jotka johtuvat magneettisista dipoleista. Sähkövoimat ja magneettiset voimat muodostavat sähkömagneettisen voiman, joka on yksi luonnon neljästä perusvoimasta. Muut kolme perusvoimaa ovat gravitaatiovoima, heikko ydinvoima ja vahva ydinvoima. Magneettisten voimien ja sähkövoimien käsitteitä sovelletaan esimerkiksi mekaniikassa, sähkömagneettisessa, sähköstaattisessa, magnetostaattisessa ja monilla muilla fysiikkaan liittyvillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä ovat sähkövoimat ja magneettiset voimat, näiden kahden määritelmät, niiden sovellukset, yhtäläisyydet ja erot sähköisten ja magneettisten voimien välillä.
Sähkövoima
Sähkövoimat ovat voimia, jotka aiheutuvat sähkövarauksista. Sähkövarauksia on kahta tyyppiä. Ne ovat positiivisia ja negatiivisia. Sähkövarausta kuvaa siihen liittyvä sähkökenttä. Sähkökenttä ja sähkövaraus ovat kuin "kana ja muna" -ongelma. Toista vaaditaan kuvaamaan toista. Sähkökentän sanotaan tuottavan kaikkien sähkövarausten, olivatpa ne liikkuvia tai paikallaan olevia. Sähkökenttä voidaan tuottaa myös käyttämällä milloin tahansa vaihtelevia magneettikenttiä.
Sähkökentissä on useita tärkeitä tekijöitä. Näitä ovat sähkökentän intensiteetti, sähkökentän potentiaali ja sähkövuon tiheys. Pistevarauksen sähköpotentiaali saadaan kaavalla V=Q/4πεr. Sähkökentän sisällä olevaan varauksen q pistevaraukseen kohdistuva sähkövoima saadaan kaavalla F=V q, missä V on potentiaali kyseisessä pisteessä.
Sähkövoimat voivat olla joko houkuttelevia tai vastenmielisiä. Jos molemmat varaukset ovat samaa tyyppiä (negatiivisia tai positiivisia), voimat ovat hylkiviä, jos ne ovat erityyppisiä, voimat ovat houkuttelevia.
Magneettinen voima
Magneettinen voima on kahden magneetin luoma voima. Yksi magneetti ei voi luoda magneettista voimaa. Magneettisia voimia syntyy, kun magneetti, magneettinen materiaali tai virtaa kuljettava lanka asetetaan ulkoiseen magneettikenttään.
Tasaisista magneettikentistä johtuvat voimat on helppo laskea, mutta epäsäännöllisistä magneettikentistä johtuvat voimat ovat suhteellisen kovia. Magneettiset voimat mitataan newtoneissa. Nämä voimat ovat aina keskinäisiä.
Mageneetilla on kaksi napaa. Ne ovat nimittäin etelänapa ja pohjoisnapa. Samanlaiset navat hylkivät toisiaan, kun taas vastakkaiset navat vetävät toisiaan puoleensa.
Mitä eroa on sähköisten ja magneettisten voimien välillä?
• Sähkövoimia voidaan tuottaa joko kiinteillä tai liikkuvilla sähkövarauksilla, kun taas magneettisia voimia voidaan tuottaa vain liikkuvilla varauksilla.
• Liikkuvan varauksen magneettinen voima on aina normaali liikkeen suunnan ja magneettikentän suhteen, kun taas sähkökentän voima liikkuvaan varaukseen on aina yhdensuuntainen sähkökentän kanssa eikä riipu suunnasta liikkeestä.
